Ce este Proof of Work (PoW)?

Puncte cheie

• Proof of Work (PoW) este un mecanism de consens creat pentru a preveni dublarea cheltuielilor în sistemele de plăți digitale.

• PoW este o parte fundamentală a procesului de minerit, care implică adăugarea de noi blocuri de tranzacții la blockchain și crearea de noi unități de criptomonedă.

• Bitcoin și alte câteva criptomonede folosesc PoW ca metodă de a securiza rețeaua blockchain și datele acesteia.

Introducere

Pe scurt, Proof of Work (PoW) este un mecanism creat pentru a preveni dublarea cheltuielilor în sistemele de plăți digitale. Bitcoin și alte câteva criptomonede folosesc PoW ca metodă de a securiza rețeaua blockchain și datele acesteia. Aceste mecanisme sunt adesea numite algoritmi de consens sau mecanisme de consens, deoarece implică mai multe părți care ajung la consens fără a fi nevoie să aibă încredere unul în celălalt.

Proof of Work a fost primul algoritm de consens care a apărut și rămâne unul dintre cele mai importante, alături de Proof of Stake (PoS). PoW a fost introdus de Satoshi Nakamoto în cartea albă Bitcoin în 2008, dar tehnologia în sine a fost concepută cu mult înainte.

HashCash al lui Adam Back este unul dintre primele exemple de algoritm Proof of Work înainte de apariția criptomonedelor. Cerând expeditorilor să efectueze un mic calcul înainte de a trimite un e-mail, destinatarii au putut reduce impactul spam-ului. Acest calcul nu a costat practic nimic pentru un expeditor legitim, dar pentru cei care trimit e-mailuri în masă costurile au devenit rapid mari.

Ce este cheltuieli duble?

O cheltuire dublă apare atunci când același fond este cheltuit de mai multe ori. Termenul este folosit aproape exclusiv în contextul monedei digitale – la urma urmei, ați avea dificultăți să cheltuiți aceiași bani fizici de două ori. 

Astăzi, când plătești pentru o cafea, înmânezi banii unei persoane care probabil îi ține într-o casă de marcat. Nu poți să mergi la cafeneaua de peste drum și să plătești pentru o altă cafea cu același rating. Cu toate acestea, în sistemele monetare digitale există posibilitatea de a face acest lucru. 

Probabil ați duplicat un fișier de computer cu comenzi de copiere și inserare. De asemenea, este ușor să trimiteți prin e-mail același fișier către zeci de persoane. Deoarece banii digitali nu sunt altceva decât date, trebuie să împiedicați oamenii să cheltuiască de două ori, adică să copieze și să cheltuiască aceleași unități în locuri diferite. Un sistem de plată digitală care nu poate preveni dublarea cheltuielilor se va prăbuși în cel mai scurt timp.

Pentru o privire mai detaliată asupra cheltuielilor duble, consultați articolul Ghid privind cheltuielile duble.

De ce este necesară dovada muncii?

Dacă citiți articolul nostru despre tehnologia blockchain, știți că utilizatorii de criptomonede transmit în mod constant tranzacții în rețea. Cu toate acestea, aceste tranzacții nu sunt considerate valabile imediat, acest lucru se întâmplă doar atunci când sunt confirmate și adăugate în blockchain.

Blockchain-ul Bitcoin, de exemplu, funcționează ca o bază de date de tranzacții publice (registru/registru) pe care toți utilizatorii o pot vedea. Imaginează-ți acest scenariu: tu și trei prieteni aveți un notebook pentru a vă urmări tranzacțiile cu bitcoin. Ori de câte ori unul dintre voi dorește să facă un transfer de valoare, notați:

Alice i-a plătit lui Bob 5 BTC; Bob a plătit lui Carol 2 BTC etc.

Dar de fiecare dată când faci o tranzacție, te referi la tranzacția din care au venit fondurile. Deci, dacă Bob l-ar plăti pe Carol cu ​​2 BTC, intrarea ar fi după cum urmează: 

Bob i-a plătit lui Carol 2 BTC, suma care a venit din tranzacția anterioară cu Alice.

Acum avem o modalitate de a urmări unitățile BTC. Dacă Bob încearcă să facă o altă tranzacție folosind aceleași 2 BTC pe care tocmai i-a trimis lui Carol, toată lumea va ști imediat. Grupul nu va permite ca tranzacția să fie adăugată în notebook deoarece acești 2 BTC au fost deja cheltuiți.

Acest lucru poate funcționa bine într-un grup mic. Deoarece toată lumea se cunoaște, probabil că vor ajunge la o înțelegere despre care prieteni pot adăuga tranzacții în notebook. Dar dacă vrem un grup de 10.000 de participanți? Ideea de blocnotes nu ar fi potrivită, deoarece nimeni nu vrea să aibă încredere într-un străin pentru a gestiona înregistrările tranzacțiilor.

Aici intervine Proof of Work. Se asigură că utilizatorii nu cheltuiesc bani pe care nu au dreptul să-i cheltuiască. Folosind o combinație de teoria jocurilor și criptografie, un algoritm PoW permite oricui să actualizeze blockchain-ul conform regulilor sistemului.

Cum funcționează PoW?

Imaginați-vă că blocnotesul nostru din exemplul de mai sus este blockchain-ul, dar nu adăugăm tranzacțiile una câte una, ci le grupăm în blocuri. Raportăm tranzacțiile către rețea, iar utilizatorii care creează blocul vor include tranzacțiile într-un bloc candidat. Tranzacțiile vor fi considerate valide numai atunci când blocul lor candidat devine un bloc confirmat, adică a fost adăugat la baza de date blockchain.

Procesul de validare a tranzacțiilor și adăugare de noi blocuri se numește mining. Exploatarea este costisitoare și dificilă, dar poate fi și plină de satisfacții. Recompensa de bloc vine din taxele de tranzacție ale utilizatorilor și din noile bitcoini creați de protocol. 

Mecanismul Proof of Work cere unui miner (utilizatorul care creează blocul) să investească resurse precum electricitate și putere de calcul pentru a procesa hash-ul de date al blocului candidat până când este găsită soluția unui puzzle.

Hasharea datelor blocului înseamnă rularea unei funcții hash pentru a genera o identitate (hash) pentru bloc. Funcționează ca o „amprentă” pentru datele dvs. de intrare și este unic pentru fiecare bloc.

Cu alte cuvinte, un miner trebuie să verifice și să colecteze tranzacțiile în așteptare, să le organizeze într-un bloc candidat și să treacă datele blocului printr-o funcție de hashing pentru a crea un hash valid. Dacă reușesc să găsească un hash valid pentru blocul lor candidat, îl difuzează în rețea, adaugă blocul în blockchain și colectează recompensele miniere.

Când un miner își transmite blocul și hash-ul candidat către rețea, alți participanți la rețea repetă procesul de hashing pentru a verifica dacă rezultatul este de fapt valid. 

Deși sunt necesare numeroase încercări de hashing pentru a găsi un hash valid, este ușor pentru o persoană să confirme că hash-ul generat este corect. Trebuie doar să trimită aceeași intrare (date bloc) prin funcția hash și să verifice dacă ieșirea este aceeași.

În Proof of Work trebuie să furnizați date al căror hash îndeplinește anumite condiții, dar nu știți cum să ajungeți acolo. Singura ta opțiune este să-ți trimiți datele printr-o funcție hash și să verifici dacă îndeplinesc condițiile. În caz contrar, va trebui să vă schimbați puțin datele pentru a obține un hash diferit. Schimbarea unui singur caracter din date va avea un rezultat complet diferit, deci nu există nicio modalitate de a prezice rezultatul.

Deci, dacă doriți să creați un bloc, veți juca un joc de ghicire. De obicei, luați informații despre toate tranzacțiile pe care doriți să le adăugați și alte date importante și apoi le puneți laolaltă. Dar, deoarece setul de date nu se va modifica, va trebui să adăugați informații care sunt variabile. Altfel, veți obține întotdeauna același hash ca rezultat. Aceste date variabile sunt ceea ce numim un nonce. Este un număr pe care îl vei schimba la fiecare încercare, așa că vei obține un hash diferit de fiecare dată.

Pe scurt, mineritul este procesul de colectare a datelor din blockchain și de hashing folosind un nonce, până când se găsește un anumit hash ca rezultat. Dacă găsiți un hash care îndeplinește condițiile stabilite de protocol, aveți dreptul să difuzați noul bloc în rețea. Odată ce se face acest lucru, ceilalți participanți din rețea își vor actualiza blockchain-urile pentru a include noul bloc creat.

Pentru criptomonedele de top din ziua de azi, condițiile sunt foarte greu de îndeplinit. Cu cât rata hash este mai mare în rețea, cu atât este mai greu să găsești un hash valid. Acest lucru se face pentru a se asigura că blocurile nu sunt găsite prea repede.

După cum vă puteți imagina, încercarea de a ghici cantități mari de hashuri poate fi costisitoare pentru computerul dvs. Risipești cicluri de calcul și energie electrică, dar protocolul te va recompensa cu criptomonede dacă găsești un hash valid.

Să recapitulăm ceea ce am văzut până acum:

• Exploatarea este dificilă și costisitoare, dar asigură securitatea rețelei.

• Minerii care reușesc să producă un bloc valid sunt recompensați cu criptomonede și comisioane de tranzacție nou emise.

• Generarea unui hash valid necesită timp, dar alți utilizatori pot verifica cu ușurință validitatea acestuia repetând procesul de hashing.

Până acum, bine. Dar dacă cineva încearcă să înșele? Ce împiedică un utilizator să introducă tranzacții false în bloc și să producă un hash valid?

Aici intervine criptografia cu cheie publică. Nu vom intra în profunzime în acest articol, dar consultați Ce este criptografia cu cheie publică? pentru o analiză cuprinzătoare. Pe scurt, există câteva trucuri criptografice care permit oricărui utilizator să verifice dacă cineva are dreptul de a muta fondurile pe care încearcă să le cheltuiască.

Când creați o tranzacție, o semnați. Oricine din rețea vă poate compara semnătura cu cheia publică și poate vedea dacă se potrivește. Ei vor verifica, de asemenea, dacă vă puteți cheltui fondurile și dacă suma intrărilor este mai mare decât suma ieșirilor (adică nu cheltuiți mai mult decât ați avut).

Orice blocare care include o tranzacție nevalidă va fi respins de rețea automat. Încercarea de a înșela este costisitoare. Îți vei irosi resursele fără a primi nicio recompensă.

Aici constă frumusețea Proof of Work: este scump să trișezi, dar este profitabil pentru cei care acționează cinstit. Orice miner rațional va căuta o rentabilitate a investiției lor, așa că este de așteptat să se comporte într-un mod mai probabil să aducă venituri.

Dovada muncii (PoW) vs. Dovada mizei (PoS)

Există mai mulți algoritmi de consens în afară de PoW, iar unul dintre cei mai populari este Proof of Stake (PoS). Conceptul a apărut în 2011 și a fost implementat pe Ethereum și pe alte câteva protocoale.

În sistemele Proof of Stake, minerii sunt înlocuiți cu validatori. Nu este implicat nicio minare și nicio cursă pentru a ghici hashes. În schimb, utilizatorii sunt selectați la întâmplare – dacă sunt aleși, trebuie să propună (sau să „falsească”) un bloc. Dacă blocarea este valabilă, toată lumea primește o recompensă formată din taxele de tranzacție ale blocului.

Nu orice utilizator poate fi selectat – protocolul îl alege pe baza mai multor factori. Pentru a se califica, participanții trebuie să blocheze o miză, care este o sumă predeterminată din moneda nativă a blockchain-ului. Miza funcționează ca o cauțiune: o sumă mare de bani este menită să descurajeze inculpatul de a se sustrage procesului, în mod similar validatorii blochează o miză pentru a descuraja trișarea. Dacă acţionează necinstit, miza (sau o parte din ea) va fi luată.

Proof of Stake are unele avantaje față de Proof of Work. Cel mai important, amprenta de carbon este mai mică – deoarece nu sunt necesare ferme miniere de mare putere în PoS, electricitatea consumată este doar o fracțiune din cea consumată în PoW. 

Acestea fiind spuse, PoS nu are același istoric ca PoW. Deși poate fi perceput ca o risipă, mineritul este singurul algoritm de consens care a fost testat de mai bine de un deceniu. De la lansare, Bitcoin PoW a asigurat mii de miliarde de dolari în tranzacții. Pentru a spune cu certitudine că PoS poate atinge același nivel de securitate, staking-ul trebuie testat corespunzător pe termen lung.

Considerații finale

Proof of Work a fost soluția originală la problema cheltuielilor duble și s-a dovedit a fi fiabilă și sigură. Bitcoin a demonstrat că nu avem nevoie de entități centralizate pentru a preveni cheltuirea aceluiași fond de două ori. Cu utilizarea inteligentă a criptografiei, a funcțiilor hash și a teoriei jocurilor, participanții într-un mediu descentralizat pot conveni asupra stării unei baze de date financiare.

Lectură în continuare

• Ce este mineritul criptomonedelor și cum funcționează?

• Ce este criptografia cu cheie publică?

• Ce este un algoritm de consens Blockchain?

Declinare a răspunderii: Acest conținut vă este prezentat „ca atare” doar în scopuri informative și educaționale, fără garanții de niciun fel. Conținutul nu trebuie interpretat ca sfaturi financiare, juridice sau profesionale și nu este destinat să recomande achiziționarea unui anumit produs sau serviciu. Ar trebui să solicitați propriul sfat de la consilieri profesioniști. În cazul contribuțiilor și articolelor trimise de colaboratori terți, vă rugăm să rețineți că opiniile exprimate sunt cele ale autorului respectiv și nu reflectă neapărat opiniile Academiei Binance. Pentru mai multe detalii, vă rugăm să citiți declinarea răspunderii aici. Prețurile activelor digitale pot fi volatile. Valoarea investiției dumneavoastră poate crește sau scădea și este posibil să nu primiți înapoi suma investită. Sunteți singurul responsabil pentru deciziile dvs. de investiții, iar Academia Binance nu este responsabilă pentru eventualele pierderi. Acest material nu trebuie interpretat ca sfaturi financiare, juridice sau profesionale. Pentru mai multe informații, vă rugăm să consultați Termenii de utilizare și Notificarea privind riscurile.